ИИ оптимизирует разработку лекарств-антител
Белки эволюционировали, чтобы преуспеть во всем - от сокращения мышц до переваривания пищи и распознавания вирусов. Чтобы создать более качественные белки, в том числе антитела, ученые часто последовательно мутируют аминокислоты — элементы, из которых состоят белки, — в разных положениях, пока полученный белок не начнет выполнять улучшенные функции, например, вызывать более сильный иммунный ответ или более эффективно улавливать углекислый газ из атмосферы.
Но возможных аминокислотных последовательностей больше, чем песчинок в мире. А найти лучший белок и, следовательно, лучшее потенциальное лекарство зачастую дорого или невозможно.
Ученые из Стэнфорда разработали новый метод, основанный на машинном обучении, для более быстрого и точного прогнозирования молекулярных изменений, которые приведут к созданию более совершенных препаратов с антителами.
Этот подход, опубликованный в журнале Science 4 июля, сочетает в себе трехмерную структуру белкового каркаса с большими языковыми моделями, основанными на аминокислотной последовательности, и позволяет исследователям за считанные минуты находить редкие и желательные мутации, которые в противном случае были бы обнаружены только в результате тщательных экспериментов.
Возглавляемая Питером С. Кимом, профессором биохимии и научным сотрудником института химии Сарафана, и Брайаном Хи, доцентом кафедры химической инженерии, команда показала, что они могут усовершенствовать антитело к SARS-CoV-2, которое было одобрено FDA и было снято с производства из-за его неэффективности в отношении нового штамма в ноябре 2022 год. Их подход привел к 25-кратному повышению эффективности борьбы с вирусом.
"Многие усилия в области искусственного интеллекта и разработки лекарств сосредоточены на сборе огромного количества данных о том, насколько хорошо определенная молекула выполняет определенную задачу, чтобы компьютер мог узнать достаточно для разработки лучшей версии", - сказал Ким. "Что примечательно, так это то, что мы показали, что вместо большинства этих данных можно использовать структуру, и компьютер все равно будет учиться".
"Теперь больше антител действительно могут быть оптимизированы", - сказал Хи, который также является исследователем инноваций в Институте Arc.
Согнутый в форме
Сталкиваясь с проблемой поиска наилучшей аминокислотной последовательности, ученые часто создают миллионы и тестируют их на миниатюрных, упрощенных версиях биологических систем. Они надеются, что лучшее лекарство в блюде будет также лучшим лекарством для людей.
"Это требует много предположений и проверок", - сказал Хи. "Цель многих интеллектуальных алгоритмов - исключить из этого процесса догадки".
Чтобы ускорить этот процесс, ученые разработали алгоритмы машинного обучения, подобные ChatGPT, которые обучаются на аминокислотных последовательностях миллионов белков для прогнозирования желаемых мутаций.
Однако эти модели часто указывают ученым на последовательности, которые после получения в лаборатории становятся нестабильными или хуже, чем в исходном состоянии.
Отчасти это объясняется тем, что функция белка зависит не только от последовательности аминокислот, но и от трехмерной структуры этой последовательности. Например, чтобы вызвать иммунный ответ, антитела должны иметь правильную форму, чтобы связываться с молекулами, которые находятся на поверхности вирусов.
По мнению команды, ключом к разработке более совершенного алгоритма прогнозирования была структура. Таким образом, они ограничили длинный список возможных полезных мутаций — согласно модели large language, основанной на последовательности, - только теми, которые сохраняли трехмерную форму исходного белка.
Испытательная площадка
В декабре 2022 года команда испытала его на недавно прекращенной терапии антителами к SARS-CoV-2.
"Преобладающая теория заключалась в том, что попытки усовершенствовать это антитело потерпят неудачу", - сказал Варун Шанкер, студент-медик, аспирант кафедры биофизики и ведущий автор исследования. "Вирус был слишком умен. Он эволюционировал по мере того, как распространялся среди миллионов людей, чтобы точно знать, как мутировать, чтобы избежать появления этих антител".
Использование моделей, основанных исключительно на последовательности, для оптимизации белка привело к скромному двукратному повышению эффективности. Но благодаря их подходу, ориентированному на структуру, команда добилась увеличения в 25 раз.
"Мы наконец-то смогли справиться с вирусом", - сказал Шанкер, который также является участником учебной программы по взаимодействию химии и биологии в Sarafan ChEM-H.
Обучая старую модель новым трюкам
Большинство усилий по использованию ИИ для создания более совершенных лекарств основаны на "обучении" или "контроле" модели, что предполагает получение огромного количества данных о функциях и характеристиках уникальных белковых последовательностей. Этот подход требует много времени, и в результате получается модель, адаптированная к конкретному белку, выполняющему конкретную задачу.
Эта модель не требует каких-либо данных о том, что делает белок, насколько хорошо он это делает, или каких-либо лабораторных экспериментов. Поскольку структура тесно связана с функцией, координаты белка становятся показателем производительности.
Для работы с антителами к COVID они ограничили структуру не только самим антителом, но и антителом, когда оно связывается с вирусом. Таким образом, их модель "выучила" некоторые правила связывания антител без необходимости в обучении.
Первые эксперименты показали, что этот подход применим и к другим видам белков, таким как ферменты, которые помогают катализировать химические реакции в нашем организме. На данный момент исследователи обнаружили, что модель указывает ученым на десятки белков, и в среднем половина из них лучше, чем предполагалось изначально.
Этот инструмент может быть полезен для быстрого реагирования на возникающие или эволюционирующие заболевания. Он также снижает барьер для создания более эффективных лекарств.
Более сильные лекарства означают, что необходимы более низкие дозы, что означает, что данное количество может принести пользу большему числу пациентов. Для таких инфекционных заболеваний, как ВИЧ, когда исследования показали, что большие, но нечастые дозы антител могут защитить пациентов от инфекции, это может иметь решающее значение.
Команда делает свою модель и код доступными для всех желающих.
"Это захватывающий пример того, как глубокое обучение может демократизировать процесс создания более качественных белков", - сказал Шанкер. "Это не только позволяет людям разрабатывать новые лекарства, но и открывает новые области научных исследований, которые ранее были недоступны".
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Важно работать в команде на Марсе

Десятки пылевых вихрей в системе марсианских каньонов

Древнее кладбище для вампиров

Загадочное образование около острова Йонагуни

Заявление бывшего сотрудника НАСА об НЛО

Инопланетяне нападают на христианскую доктрину

Кардинал высказался о роли экзорциста и НЛО

НАСА продлило стигматизацию НЛО

Нечеловеческое происхождение обнаруженных объектов

Пастор, прошедший инструктаж по НЛО

Пентагон продолжает публикацию сведений о НЛО

Пикник с путешественником во времени

Путешествующий во времени ребенок

Самые популярные у инопланетян города Техаса

Сверхновые исследуют с помощью черных дыр

Секретный проект Кронос

Слежка за людьми по электромагнитным утечкам смартфона

Тела существ на местах крушений НЛО

Террористы могут использовать ИИ для создания пандемий

Умственные способности достигают пика в 55-60 лет

Глубинное государство изобрело повальное увлечение НЛО

Жители Чернобыля передают мутации своим детям

Загадочная комета в три раза старше Земли

Заявления о бразильских инопланетянах

ИИ может видеть признаки жизни там, где их нет

Как мир оказался охвачен охотой на инопланетян

Лучший способ уничтожить астероид-убийцу

НЛО, зависший над пляжем Хякуна

Новая формула числа Пи

Пользователи чат-ботов чаще верят мифам о вакцинации

Портрет короля Генриха VIII с необычными деталями

Правительство США делает классные вещи

Пугающее предупреждение человечеству

Разумные инопланетяне совсем не похожи на людей

Сон в коме предсказал рождение близнецов

США приняли на вооружение противоспутниковую систему

У НАСА есть снимки НЛО

Ури Геллер помог сборной Англии

Уфолог приглашает в шотландскую горячую точку

Эксперт объясняет, что делать, если вы заметили НЛО

Революция в цифровом маркетинге. Как генеративные модели меняют работу с контентом

Как выбрать надежную входную дверь. Параметры прочности, теплоизоляции и защиты от шума

Активность молодых звезд определяет эволюцию

Вера в заговоры приводит к разрыву в отношениях

Восьмой континент Земли больше не потерян

Выставка Хлои Уайз 'Экстрасенсорика'

Группа Megadeth использовала теории заговора

Космическая антенна в масштабе астероида

Лавовая планета имеет богатую водородом атмосферу

Майкрософт может отслеживать все устройства с Windows

Мистическая сфера Бетца. Факты, мифы, история

Мнение американцев о раскрытии информации об НЛО

Мы ошибались относительно происхождения жизни

Нераскрытая тайна убийства Черной Далии

Одному типу НЛО найдено научное объяснение

Пентагон прячет оружие нового поколения

Подробности крушения НЛО в Нью-Мексико

Поиск инопланетных мегаструктур в пыли

Примитивная планетная система у молодой звезды

Седина может быть обратимой

Шесть загадочных сфер выбросило на берег Австралии

Я плавала на каноэ по проклятым водам

Военные корпорации скрывают НЛО

Глубокие океаны магмы удерживали железо на Марсе

Гуманоидные инопланетные гибриды

Заявления НАСА о сокрытии фотографий с НЛО

Инопланетное оружие обнаружено на поверхности Марса

Когда ветры черной дыры подавят звездообразование

Когда Земля будет уничтожена угасающим Солнцем

Космическое агенство США стерло лунные сооружения

Могла ли Земля зародить жизнь на Европе

НАСА стирает НЛО с фотографий перед публикацией

Отслеживание эволюции струи черной дыры M87

Похищения инопланетянами происходят не только в Голливуде

Пропавший ученый работал над проектом телепортации

Раскрытие секретных технологий инопланетян

Реальность путешествий во времени

Странные наблюдения НЛО в небе Великобритании

Фотолаборатории НАСА удаляют с фото НЛО

Черные дыры испускают запоздалые сигналы

Что нужно делать если вы видели НЛО

Являются ли НЛО на самом деле 'Демонами'

Окно в природу. Как превратить широкий подоконник на даче в главное место силы

Прокат автомобиля на Камчатке. Когда дорога становится частью маршрута

Инженерные изыскания. Фундамент безопасности и надежности строительных проектов

Бесстрашный ученый из Гарварда

Двигатель Стирлинга запустили на тепле процессора AMD

Звезда, похожая на Солнце, поглотила свою планету

ИИ убедили, что 2 + 2 = не 4

Инопланетные зонды прячутся у нас на заднем дворе

Как классифицировать падающие камни

Китай развернул андроидов на границе с Вьетнамом

Марсианским колонистам понадобятся новые часы

Многомерные существа и пузыри пространства-времени

Монтана вошла в топ-5 по наблюдениям НЛО

Новое исследование оценивает ресурсы Титана

Парадокс Ферми связали с экспансией ИИ-цивилизаций

Питтсбург превышает средний показатель НЛО по стране

Поиск скрытых частиц и связей с темной материей

Полярное сияние над ночной Землей

Странное вращение Венеры

Череда загадочных наблюдений НЛО

Что привело к возникновению самой ранней жизни на Земле

Что скрывается за гулом гравитационных волн

Что скрыто за публикацией секретных файлов

Заказать трансфер в Самаре. Путеводитель по комфортным поездкам от компании «Юпитер»

Ави Лёб возглавит интересный по НЛО

Газета освещает тему уфомании в Розуэлле

Журналист отвечает на комментарии Элизондо о НЛО

Загадочные наблюдения НЛО, о которых когда-либо сообщалось

ИИ спрогнозировал первый контакт человечества

Инопланетные технологии уже на Земле

Кто празднует Всемирный день НЛО

Кто такой Ави Леб

Места в США, где вы, скорее всего, увидите НЛО

Найдена древняя табличка с проклятием

НАСА использует летающие тарелки

НЛО заметили в нескольких мексиканских городах

Пилотов преследовали таинственные огненные шары

Сокрытие информации правительством

Таинственный инцидент в Нью-Йорке

Трамп назначил израильского ученого расследовать НЛО

Уфолог направил письмо президенту Трампу

Уфоцентр Шэг-Харбор привлекает посетителей

Что мы узнали о НЛО и что до сих пор скрыто

Яркие теории об инопланетной жизни

Белый дом создает новый совет по НЛО

Гробницы хранят тайну происхождения пирамид

Загадочная структура на марсианском снимке

Загадочные круги на морском дне

Загадочные смерти ученых и файлы Пентагона

Зелёные человечки, военные тайны и жажда чуда

Ивановцы тоже видели НЛО

Кембридж - столица инопланетян в Великобритании

Лето, давайте поговорим об НЛО

Мы увидели НЛО, когда покупали еду на вынос

Около 200 НЛО заметили за день у ядерной базы в США

Почему странные огни в небе снова изучают всерьез

Профессор будет руководителем совета по НЛО

Профессор отвергает критику из-за НЛО

Раскрыта тайна инопланетной столицы Великобритании

Самые жуткие аномальные зоны Казахстана

Связи пропавшего учёного с секретными экспериментами

Секретные эксперименты ЦРУ по контролю над разумом

Совет Белого дома по НЛО возглавит профессор Гарварда

Шербрук лидирует в Канаде по наблюдениям НЛО

Комплексное управление коммерческой недвижимостью. Преимущества профессионального подхода

Жителям Волгограда запретили общаться с инопланетянами

Земля может пережить смерть Солнца

Искаженная цитата навсегда изменила историю НЛО

Космические пираты и глупые инопланетяне

Может ли ИИ удалять видеозаписи НЛО из интернета

Новый совет Белого дома по изучению НЛО

О самом громком случае в истории советской уфологии

Омич снял на видеорегистратор падение метеорита

Пентагон раскрыл секретное происшествие

Профессор Гарварда будет изучать НЛО

Пугающая теория темного леса нашла подтверждение

Розуэлльский инцидент - как День уфолога

Секретная научно консультативная группа по НЛО

Сложный кроссворд про инопланетян

Теория 'Великого фильтра' порождает опасения

Третья мировая война и секретные изобретения ЦРУ

Треугольный НЛО сняли над мексиканским городом

Уфологи расшифровали систему общения инопланетян

Хьюстон, наблюдаем неопознанную цель

Экзопланета, которая в семь раз больше своей звезды

Американский пилот описал настоящих инопланетян

Астроном из Гарварда будет искать НЛО

Великий обман уже здесь

Встречи с НЛО могут быть связаны с демонами

Глазго назван столицей похищений инопланетянами

Землетрясение в Венесуэле породило теорию об НЛО

Инопланетяне - падшие ангелы, вторгшиеся на Землю

Истинная правда раскрыта в фильме 'Файлы Ангара 18'

Кот Шрёдингера обзавёлся целым выводком

Луиса Элизондо планировали ликвидировать

Надо обеспечить информаторам юридическую защиту

Назначен руководитель совета Белого дома по НЛО

Пентагон признал провал в контроле над НЛО

Пересадка кала омолодит ваш мозг

Пистолет нашли на Марсе

Программа ЦРУ по контролю над разумом не закрыта

Скандальный астроном будет изучать НЛО

Тайна Ковчега Завета раскрыта

Что нужно знать о встрече с НЛО в Вашингтоне

Наверх
Яндекс.Метрика